Файл: Нейман, З. Б. Крупные вертикальные электродвигатели переменного тока.pdf

ные охладители защищены от внешней среды стальными кожухами.

Нижняя грузонесущая крестовина электродвигателя углублена в фундамент. Все подводящие и отводящие воду и масло трубопроводы к масляной ванне нижней крестовины и воздухоохладителям проходят через фун­ даментное помещение и таким образом хорошо защи-

осадков.

Асинхронные вертикальные двигатели с фазным ро­

крестовиной. Подобные двигатели применяются при не­ обходимости регулирования частоты вращения.

80

Нбстей активной стали и лобовых частей обмоток. Воз­ дух подается в машину с одной стороны посредством Сидящего на валу ротора центробежного вентилятора и, Нроходя всю машину, выходит с другой стороны (рис. 9-8). Основным недостатком аксиальной системы вентиляции является то, что она не обеспечивает по­ стоянные условия охлаждения по всей длине сердечни­ ка. Кроме того, наличие аксиальных каналов увеличи­ вает радиальную глубину и массу сердечников машины. Увеличивается также длина пути магнитного потока, вследствие чего для сохранения н. с. несколько сни-

Рис. 9-9. Схема аксиальной вентиляции вертикального асинхронного двигателя наружной установки.

82

жается значение допустимой магнитной индукции. Так как лобовые части обмоток машин с аксиальной вентиляцией со стороны выхода охлаждаются потоком уже прошедшего по всей длине сердечника и нагретого воздуха, то расход последнего для обеспечения одинако­ вой температуры и съема одинаковых потерь должен быть увеличен по сравнению с машинами, имеющими радиальную систему вентиляции.

Аксиальная система вентиляции может применяться в асинхронных двигателях наружной установки, имею­ щих охлаждение по схеме воздух — воздух. В этом слу­ чае на валу ротора располагаются два центробежных вентилятора — один внутри машины, а второй на внеш­ нем конце вала (рис. 9-9). Внутренний вентилятор по­ дает нагретый воздух в расположенный вокруг корпуса статора трубчатый охладитель. Внешний вентилятор прогоняет холодный воздух из окружающей среды

втрубки охладителя. Нагретый воздух омывает трубки

схолодным воздухом, и охлажденный воздух вновь по­

ступает в осевые каналы сердечников.

Невозможность обеспечения при аксиальной системе вентиляции ~ постоянных условий охлаждения по всей длине машины является основным препятствием для применения ее в крупных вертикальных двигателях. Для подобных машин обычно применяется система ра­ диальной вентиляции.

При радиальной системе вентиляции сердечники статора и ротора выполняются из отдельных пакетов электротехнической стали, отделенных друг от друга вентиляционными радиальными каналами шириной по 10 мм. Основной поток воздуха входит в пространство между валом и внутренним диаметром сердечника ро­ тора с двух сторон — сверху и снизу машины и затем, распределяясь по радиальным каналам ротора и стато­ ра, охлаждает сердечники и обмотки.

Радиальная система вентиляции при правильном сочетании размеров осевых (входящих) и радиальных (распределяющих) каналов и обеспечения соответст­ венных скоростей движения воздуха позволяет получить почти постоянные условия охлаждения в каждом кана­ ле, т. е. по всей длине машины. На рис. 9-10 представ­ лена схема радиальной вентиляции асинхронного верти­ кального двигателя с короткозамкнутым ротором с ра­ зомкнутым циклом вентиляции,

Воздух входит в машину с двух сторон через отвер­ стия в верхней и нижней крестовинах. Циркуляция воз­ духа внутри машины осуществляется вентилирующим действием распорок в каналах сердечника ротора и двумя центробежными вентиляторами, прикрепленными по обеим сторонам ротора. Основной поток воздуха,

Рис. 9-10. Общий вид и схема радиальной вентиляции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серин ВАН 16-го габарита.

проходя через радиальные каналы сердечника статора, охлаждает активную часть машины. Центробежные вен­ тиляторы создают интенсивный обдув лобовых частей обмотки Статора, благодаря чему достигается ее хоро­ шее охлаждение. Для правильной и эффективной венти­ ляции вентиляционные каналы в сердечнике ротора должны находиться точно против каналов в сердечнике статора. Струи воздуха из вентиляционных каналов ста-

84

тора и из лобовых частей обмотки попадают в корпус статора и через круглые отверстия в обшивке статора выходят наружу.

При замкнутом цикле и радиальной схеме вентиля­ ции асинхронного вертикального двигателя суммарный нагретый поток воздуха выходит через большие прямо­ угольные отверстия в наружной обшивке корпуса ста­ тора в воздухоохладители, прикрепленные к корпусу. После охлаждения воздух снизу и сверху снова направ­ ляется внутрь машины.

Схема вентиляции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, предназначенного для установки на открытом воздухе и имеющего радиальную схему вентиляции, видна из рис. 9-7. Циркуляция охлаждаю­ щего воздуха производится по замкнутому циклу. На­ гретый воздух охлаждается в трубчатых водяных охла­ дителях, прикрепленных к корпусу статора. Напор, необходимый для циркуляции охлаждающего воздуха, создается самим ротором и двумя установленными на роторе центробежными вентиляторами.

На рис. 9-11 представлена схема радиальной венти­ ляции вертикального синхронного двигателя с разомк­ нутым циклом вентиляции. Циркуляция охлаждающего воздуха внутри машины осуществляется за счет напора, создаваемого выступающими полюсами ротора и при­ крепленными между полюсами и установленными по обеим сторонам ротора вентиляторными крыльями. Воздух входит в машину с двух сторон снизу и сверху и попадает в ротор через отверстия в верхней и нижней крестовинах. Основной поток холодного воздуха захва­ тывается вентиляторами и полюсами и попадает в междуполюсное пространство и воздушный зазор машины, омывает наружные поверхности катушек возбуждения и затем распределяется по радиальным каналам сер­ дечника статора. Протекая через радиальные каналы, воздух снимает потери у обмотки и сердечника статора. Небольшая часть воздуха омывает лобовые части об­ мотки статора. Нагретый воздух из каналов сердечника статора и из лобовых частей обмотки статора выходит через круглые отверстия в обшивке статора в окружаю­ щую среду.

На рис. 9-12 представлен общий вид (разрез) син­ хронного двигателя с радиальной системой вентиляции по замкнутому циклу. Охлаждение нагретого воздуха

85

производится водяными охладителями, прикрепленными к корпусу статора.

Нагретый воздух из вентиляционных каналов сер­ дечника и из лобовых частей обмотки статора попадает в корпус статора и выходит через воздухоохладители уже охлажденным в пространство между корпусом ста-

Рис. 9-11. Общий вид и схема радиальной вентиляции вертикального синхронного двигателя серии ВСДН.

тора и кольцевой стенкой фундаментного помещения и оттуда снова направляется в машину. Для эффектив­ ного охлаждения обмотки примерно 20% расчетного расхода охлаждающего воздуха должно направляться на лобовые части обмотки статора.

В крупных вертикальных синхронных двигателях с целью форсированного охлаждения ротора катушки

86

обмотки возбуждения изготовляются из полосовой меди специального профиля «топорик» (см. рис. 11-10). Бла­ годаря этому значительно увеличивается наружная по верхность катушки и улучшается охлаждение обмотки

Рис. 9-12. Общим вид и схема вентиляции вертикального синхронно­ го двигателя серии ВДС с замкнутым циклом вентиляции.

возбуждения. При применении специального профиля плотность тока в катушках обмотки возбуждения ротора можно увеличить на 20—30%.

9-3. УНИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СИНХРОННЫХ И АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Как правило, синхронные и асинхронные вертикаль­ ные двигатели выполняются с основными узлами свар­ ной конструкции из листовой стали (корпус статора крестовины, остов ротора, щиты, фундаментные плиты и т. д.).

87

Для сварных конструкций применяются стали полуспокойных марок (ПС) и спокойных (ОП) по ГОСТ 380-71. Применение стали кипящих марок (КС) не рекомендуется, особенно для механически нагружен­ ных деталей, так как подобные стали подвержены ме­ ханическому старению, имеют большой разброс показа­ телей механических свойств и не выдерживают низких температур.

Синхронные и асинхронные двигатели одинакового габарита имеют высокую степень унификации конструк­ тивных узлов и деталей. Практически конструкция основных узлов синхронных и асинхронных двигателей сравнимой мощности и частоты вращения, за исключе­ нием ротора, одинаковая. Обычно конструкции корпуса

сердечника и обмотки статора, крестовин, подпятника, направляющих подшипников, вала, перекрытий щитов, фундаментных плиток, охладителей и других узлов и деталей синхронных и асинхронных двигателей идентич­ ные. Отличаются вертикальные синхронные и асинхрон­ ные двигатели в основном роторами.

Глава десятая

КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА, СЕРДЕЧНИКА И ОБМОТКИ СТАТОРА

10-1. КОРПУС СТАТОРА

Корпус статора вертикального электродвигателя имеет круглую форму и выполняется сварным из листо­ вой стали. Он состоит из горизонтально расположенных круглых фланцев, промежуточных рам, распорных ребер и цилиндрической обшивки с отверстиями для выхода нагретого воздуха.

Расположение ребер, промежуточных рам и обшивки обеспечивает получение секционных камер для прохо­ ждения нагретого воздуха к охладителям — при замкну­ том цикле вентиляции или к отверстиям в обшивке для выхода воздуха в окружающую среду — при разомкну­ том цикле (рис. 10-1). Нижняя торцевая рама является опорной поверхностью, статор которой устанавливается на фундамент. К корпусу статора с обеих сторон при­ крепляются торцевые щиты (рис. 10-2).

88